針對(duì)拖曳陣聲納接收的遠(yuǎn)程弱目標(biāo)在本艦噪聲強(qiáng)干擾條件下難以檢測(cè)的問題,提出一種基于子陣的本艦噪聲抑制算法,利用2個(gè)重疊子陣,分別估計(jì)子陣的波束輸出,在子陣域設(shè)計(jì)加權(quán)實(shí)現(xiàn)干擾抑制。該算法抑制寬度可通過零陷加權(quán)矢量控制,并具有時(shí)間復(fù)雜度低,運(yùn)算效率高的優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)仿真和海試數(shù)據(jù)處理結(jié)果表明,算法能有效抑制本艦噪聲,提高弱目標(biāo)的檢測(cè)性能,提升輸出信干比約15 dB。 

【文章來源】：網(wǎng)絡(luò)新媒體技術(shù). 2020,9(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

算法流程圖

假設(shè)仿真采用陣元間距為2.5 m的64陣元均勻線列陣接收遠(yuǎn)場(chǎng)信號(hào),干擾和目標(biāo)信號(hào)均為頻率范圍為20-300 Hz寬帶信號(hào),信干比為-20 dB,目標(biāo)信號(hào)方位70°,干擾信號(hào)與目標(biāo)信號(hào)不相干,方位分布角度范圍為0-30°,峰值位置為20°,背景噪聲為加性高斯白噪聲,信噪比為-15 dB,且與目標(biāo)信號(hào)和干擾信號(hào)無關(guān);系統(tǒng)采樣率為3 kHz。方位掃描網(wǎng)格為0～180°,掃描間隔為0.5°,仿真中零陷寬度由零陷深度U為-10 dB的式(11)決定。圖2給出了干擾抑制效果的仿真結(jié)果,為方便比較,對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行歸一化處理。由于信干比為-20 dB,強(qiáng)干擾條件下,70°方位的弱目標(biāo)在常規(guī)波束形成CBF下難以被辨認(rèn)。IBF干擾抑制算法和本文提出的算法均可對(duì)干擾進(jìn)行抑制而不影響信號(hào),但本文提出的算法干擾抑制零陷凹槽較寬,能夠更好地抑制寬波束干擾。

實(shí)驗(yàn)于中國(guó)南海海域進(jìn)行,采用一條陣元間距為2.4 m的64陣元柔性拖曳陣作為接收基陣,本艦噪聲分布范圍為0-40°,且相對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)水下聲源為一強(qiáng)干擾聲源,系統(tǒng)采樣率為16 kHz,數(shù)據(jù)處理頻帶為80-200 Hz,總數(shù)據(jù)時(shí)長(zhǎng)28分鐘,將每16000采樣點(diǎn)作為一幀數(shù)據(jù),方位掃描網(wǎng)格為0-180°,掃描間隔為0.5°,利用本文提出的算法對(duì)本艦噪聲進(jìn)行干擾抑制,抑制方位為20°,抑制零陷寬度由零陷深度U為-10 dB的式(11)決定。圖3為海試數(shù)據(jù)的方位歷程(Bearing-Time Recording, BTR)圖。圖3(a)為未作干擾抑制的CBF方位歷程圖,由于強(qiáng)干擾本艦噪聲(方位范圍為0-40°)的存在,目標(biāo)被本艦噪聲的旁瓣所掩蓋,降低了目標(biāo)的檢測(cè)性能;圖3(b)為本文提出的干擾抑制算法的方位歷程圖,算法能對(duì)能抵消本艦噪聲干擾,3個(gè)目標(biāo)清晰可見;圖3(c)為第10分鐘的方位譜截面圖,本文提出的算法可以在給定波束寬度內(nèi)形成零陷,且不對(duì)零陷凹槽范圍外的目標(biāo)造成影響;表1給出了第10分鐘3個(gè)目標(biāo)的輸出信干比(Signal Interface Ratio,SIR)比較。本文提出的算法輸出SIR能夠提升約15 dB,較大程度上提高了輸出信干比。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3348384